Aufbau biologischer Neuronen
Die Informationsverarbeitung in höheren biologischen Systemen finden in Nervenzellen (biologischen Neuronen) statt. Während sich die Nervensysteme einzelner Lebewesen hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Komplexität unterscheiden, liegt jedoch allen ein bestimmtes Muster zugrunde.
Betrachten wir zunächst den prinzipiellen Aufbau einer Nervenzelle.
Die Nervenzelle besteht, wie auch die meisten anderen tierischen
Zellen, aus dem Zellkörper, der von einer Membran umgeben ist,
und den für die Zellfunktionen notwendigen Organellen (Zellkern,
Mitochondrien, endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat, etc.).
Aus informationstechnologischer Sicht sind die für Nervenzellen typischen Einheiten
- der Zellkern hat die Aufgabe Eingangssignale
zu verarbeiten und unter bestimmten Randbedingungen die Weiterleitung
von Ausgangssignalen zu initiieren.
- die Dendriten, dünne, röhrenförmige und meist stark verästelte Fortsätze der Zelle, mit denen die Zelle Eingangssignale aufnimmt;
- das Axon (Nervenfaser), das in einer Synapse endet und die Weiterleitung der Ausgangssignale des Neurons and weitere Neuronen übernimmt;
- die Synapsen, die Endköpfchen der Axone, die über den synaptischen Spalt die Kontaktstelle zwischen den Enden der Nervenfaser und den Dendriten weiterer Neuronen bilden. Synapsen können in erregende und hemmende Synapsen unterteilt werden.
Die Information wird somit vom Axon über die Synapse auf die Dendriten anderer Nerven übertragen. Die Ausbildung und die Größe der Synapsenstärke ist Kennzeichen des Lernens.
Dieser grundlegende Aufbau von Neuronen kann je nach Aufgabe variieren. So kann man zum Beispiel Nervenzellen anhand der Anzahl ihrer Fortsätze unterscheiden. Unipolare Zellen besitzen neben dem Zellkörper nur einen Fortsatz, die Nervenfaser. Bipolare Zellen besitzen zwei Fortsätze, die Nervenfaser und einen Dendriten. Multipolare Zellen, die bislang ausschließlich nur bei Wirbeltieren gefunden wurden, besitzen eine Nervenfaser und hunderte bis tausende Dendriten.
© Prof. Dr. J. Gasteiger, Dr. Th. Engel, A. Hofmann, CCC Univ. Erlangen, Thu Apr 15 06:31:57 2004 GMT
 BMBF-Leitprojekt Vernetztes Studium - Chemie
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